ASIGURAREA CALITĂŢII CONSTANTE ÎN PROCESUL DE PRELUCRARE PRIN AŞCHIERE

Buletinul AGIR nr. 1-2/2008 ● ianuarie-iunie 101

ASIGURAREA CALITĂŢII CONSTANTE ÎN PROCESUL DE PRELUCRARE

PRIN AŞCHIERE DE PRECIZIE LA PRODUCŢIE DE SERIE MIJLOCIE ŞI MARE

Drd. ing. dipl. Ioan BOROS S.C. Dancke Ro SRL din Arad

Prof. dr. ing. Gheorghe Aurel GHERMAN

Universitatea „Politehnica” din Timişoara

Este profesor universitar la Universitatea

„Aurel Vlaicu” din Arad, preşedintele Filialei AGIR Arad şi membru al ARTENS.

Dr. ing., EUR ING Tiberiu Dimitrie BABEU H.E. Universitatea „Politehnica” din Timişoara

Este profesor universitar la Universitatea „Politehnica” din Timişoara,

membru fondator / titular al ASTR, membru titular al AOSR, membru al ARTENS, membru în C.D. al OIPEEC – Paris (F), membru în C.P. al MTA – Budapesta (HU), preşedintele Filialei AGIR Timiş,

vicepreşedinte AGIR, conducător ştiinţific de doctorat în ştiinţe inginereşti.

REZUMAT Lucrarea se doreşte a fi o scurtă prezentare a importanţei alegerii unei strategii de măsurare şi verificare adecvate în industria constructoare de maşini – în special la produsele de mecanică fină, pentru obţinerea unor piese cu grad de precizie ridicat. ABSTRACT The paper is intented to be a short presentation of the importance of choosing a measuring and verification proper strategy in the machine building industry – special for the fine mechanics products, for obtaining parts with a high accuracy. Cuvinte cheie: mecanică fină, calitatea suprafeţei, precizie dimensională

Keywords: Fine engineering, Surface quality, Dimensional precision

În industria constructoare de maşini, în special la pro-

dusele de mecanică fină se impune tot mai des executarea unor repere complexe de precizie ridicată. Verificarea anumitor cote critice, abateri de formă şi poziţie şi a calităţii suprafeţei prelucrate, în timpul procesului de fabricaţie nu este posibilă cu ajutorul unor instrumente de măsură clasice. Aceste verificări se vor face cu ajutorul unor aparate de măsură speciale.

Pentru verificarea unor condiţii de planeitate, circularitate, abatere de profil, de poziţie etc. de ordinul micronilor sau sutimilor de milimetru se recomandă folosirea maşinilor de măsurat în coordonate 3D sau a maşinilor de măsurat cu braţe portabile (figurile 1 şi 2). Avantajul folosirii maşinii de măsurat în coordonate 3D constă în viteza şi constanţa măsurătorilor. Toate mişcările maşinii sunt programabile; se recomandă la verificarea produselor de serie mare. Precizia de măsurare şi uşurinţa citirii şi prelucrării datelor se

realizează la fel cu ambele maşini. Posibilitatea montării maşinilor de măsurat cu braţe portabile direct pe maşinile de prelucrare reprezintă un avantaj.

Fig. 1. Maşină de măsurat în coordonate 3D cu braţe portabile.

CALITATE – MEDIU

Buletinul AGIR nr. 1-2/2008 ● ianuarie-iunie 102

Fig. 2. Maşină de măsurat în coordonate 3D.

Pentru măsurarea calităţii suprafeţelor se pot folosii

aparate fixe sau portabile de măsurat rugozitate, cu precizie de sutime de micron.

Un rol important în asigurarea calităţii constante îl are

alegerea unei strategii de măsurare şi verificare specifice

pentru fiecare firmă în parte. Etapele elaborării acestei

strategii sunt:

stabilirea mărimilor critice funcţionale care se vor

înregistra;

stabilirea instrumentelor cu care se vor verifica

aceste mărimi;

stabilirea zonei de siguranţă;

alegerea frecvenţei de verificare;

fixarea modalităţilor de înregistrare a valorilor

măsurate;

marcarea pieselor;

analiza finală.

Mărimile critice care se vor înregistra se stabilesc în

raport cu importanţa lor funcţională, care poate fi impusă

de beneficiar sau stabilită de către tehnolog după desenul

de execuţie al piesei, în funcţie de toleranţele înscrise în

acesta. În cazul în care s-au înregistrat reclamaţii la un lot

anterior de piese executate, mărimea contestată va putea

deveni o mărime critică la executarea următorului lot de

piese dacă aceasta se consideră necesar.

Alegerea instrumentelor de măsură se va face, în

primul rând, în funcţie de precizia cerută, care este înscrisă

în desenul de execuţie al piesei, ţinând cont de clasa de

precizie a instrumentului de măsură. În cazul în care se

doreşte măsurarea unor abateri de formă sau de poziţie, se

recomandă ca măsurătorile să se facă pe maşini de

măsurat, deoarece prelucrarea datelor este rapidă, măsurările

sunt precise şi constante iar evaluările sunt rapide.

Verificarea calităţii suprafeţelor se realizează optic dacă se

permite o rugozitate mai mare sau, în caz contrar, se va

folosi rugozimetrul. Nu în ultimul rând, se va ţine seama

de gradul de încărcare al maşinilor de măsurat.

În mod ideal, valoarea unei dimensiuni prelucrate ar fi

în mijlocul câmpului de toleranţă prevăzut de proiectant,

ceea ce ar duce, însă, la o scădere a productivităţii. Ţinând

cont că producţia este de serie mijlocie şi mare şi că nu se

poate verifica fiecare piesă în parte, nu se admit nici

prelucrări la valori extreme ale câmpului de toleranţă,

datorită dispersiei valorilor dimensionale de la o piesă la

alta. Din acest motiv, se va stabili un procent din câmpul

de toleranţă în care se acceptă prelucrarea pieselor, fără să

se intervină cu corecţii la maşină. Pentru o mai bună

urmărire a calităţii produsului, măsurările mărimilor

critice se pot înscrie într-o fişă de măsurători care are rolul

de a sesiza din timp eventualele abateri şi tendinţe de

ieşire din toleranţe ale maşinilor-unelte. Pe aceste fişe se

pot stabili şi limitele de intervenţie, de exemplu la 75%

din câmpul de toleranţă. Corecţiile aplicate maşinii sunt

înregistrate, de asemenea, în aceste fişe.

Este importantă alegerea corectă a frecvenţei de

măsurare-verificare. La un lot mai mare, frecvenţa este

mai mică deoarece procesul de prelucrare este stabilizat,

ceea ce înseamnă că valorile măsurate sunt constante.

Dacă valorile măsurate sunt oscilante şi se găsesc în afara

zonei de siguranţă sau a câmpului de toleranţă, se vor

aduce la verificat toate piesele executate de la ultima piesă

măsurată a cărei valoare se înscrie în zona de siguranţă. La

luarea unei astfel de decizii este bine să se aibă în vedere

capacitatea maşinii de măsurat şi gradul de încărcare al

acesteia, pentru a nu se produce o „gâtuire” a producţiei.

În afară de piesele stabilite a se aduce la măsurat cu

frecvenţa stabilită în fişă, se vor măsura şi piesele exe-

cutate după orice schimbare de sculă aşchietoare uzată sau

după orice modificare tehnologică făcută.

Înregistrarea valorilor măsurate poate fi manuală sau

electronică, în funcţie de softul maşinii de măsurat.

Prelucrarea acestor date poate fi făcută în mod automat de

maşină. Importanţa acestor înregistrări constă în urmărirea

tendinţei de menţinere a procesului de prelucrare între

limitele admise (fig. 3). De exemplu, o creştere liniară a

valorilor se datorează uzurii sculelor de prelucrare prin

aşchiere (fig. 6). Se poate anticipa, când va fi nevoie de

schimbarea acestor scule. În cazul unor valori dispersate

haotic (fig. 4) avem un proces de prelucrare instabil, din

cauza unor disfuncţionalităţi tehnice (tehnologie incorectă,

fixarea insuficientă a semifabricatului, scule necorespunză-

toare sau uzate, regimuri de aşchiere incorecte, starea

maşinii, erori de măsurare etc.). Cu ajutorul acestor

înregistrări se poate urmări şi gradul de instruire al

ASIGURAREA CALITĂŢII CONSTANTE ÎN PROCESUL DE PRELUCRARE PRIN AŞCHIERE

Buletinul AGIR nr. 1-2/2008 ● ianuarie-iunie 103

personalului operator din producţie. Aceste înregistrări pot

constitui o dovada că s-au respectat cerinţele din desen, în

cazul unor reclamaţii venite de la beneficiar.

Fig. 3. Proces stabil, mărimea valorilor măsurate fiind constantă.

Fig. 4. Proces instabil, mărimea valorilor măsurate este dispersată.

Trebuie stabilită convenţia de marcare a pieselor

verificate. În mod obligatoriu, vor fi cel puţin trei tipuri de

marcaje distincte. Un marcaj va fi pentru piesele

conforme. Aceste piese se marchează pentru a se vedea

dacă a fost respectată frecvenţa de măsurare, iar în cazul

când se depăşesc câmpul de toleranţă sau zona de

siguranţă, piesa marcată este ultima piesă care corespunde,

iar cele executate ulterior vor fi verificate. Al doilea

marcaj va fi pentru piesele neconforme remediabile, care,

în urma unor prelucrări ulterioare, devin piese conforme.

Un alt marcaj va fi pentru piesele neconforme

iremediabile. Acestea vor fi separate imediat în zone

special amenajate pentru produsul neconform, pentru a nu

ajunge în fluxul de producţie sau în magazia de produse

finite, iar destinaţia acestora va fi stabilită ulterior. La

întâlnirea unui produs neconform se întocmeşte un

formular de raport de neconformitate care cuprinde date de

identificare a produsului, locul unde s-a constatat

neconformitatea, descrierea neconformităţii, analiza cauzei

şi numele persoanei implicate. Persoanele desemnate să ia

decizii în sensul stabilirii destinaţiei pe care o va avea

produsul neconform vor hotărî dacă acesta mai poate fi

remediat. În cazul în care este posibil şi dacă abaterea

constatată nu este gravă, se poate cere de la client, o

derogare iar dacă aceasta este obţinută, piesele se pot livra.

Derogarea de la client se va obţine înainte de prelucrarea

în continuare a piesei, iar aceasta va fi valabilă doar pentru

cantitatea de piese autorizată. O importanţă deosebită o are

analizarea fiecărei neconformităţi în parte, pentru

stabilirea cauzei care a dus la apariţia neconformităţii şi

eliminarea ei. Studierea acestor cauze va duce la stabilirea

acţiunilor preventive şi acţiuni corective care să

preîntâmpine apariţia altor neconformităţi.

Scopul analizei finale este de a aduce îmbunătăţiri în

viitor, la reluarea acelui lot de fabricaţie. Datele obţinute

prin măsurări vor fi prelucrate şi analizate (figurile 5 şi 6).

Fig. 5. Histogramă: distribuţia unei mărimi măsurate pentru întregul

lot de producţie.

Fig. 6. Determinarea tendinţei de creştere a valorilor mărimilor

măsurate.

Din aceste date se pot trage concluzii cu privire la

cauzele ieşirii din câmpul de toleranţă sau din zona de

siguranţă, dacă acestea sunt legate de maşină, de operator

sau de materia primă folosită. În fiecare dintre aceste

cazuri se trasează măsuri de prevenire şi îmbunătăţire. În

cazul în care se constată că neconformităţile produsului

provin de la maşina-unealtă, o acţiune corectivă ar fi

CALITATE – MEDIU

Buletinul AGIR nr. 1-2/2008 ● ianuarie-iunie 104

executarea unei revizii tehnice la maşină, verificarea

realizării reviziilor conform planului de revizii şi reparaţii.

Dacă neconformitatea provine de la nepriceperea

operatorului, o acţiune preventivă ar fi instruirea acestuia,

iar dacă neconformitatea provine de la alegerea

materialului, se vor aduce la cunoştinţa furnizorului aceste

neajunsuri şi se vor urmări măsurile pe care acesta le

intreprinde pentru a remedia situaţia.

Diagrama de proces din figura 7 prezintă itinerarul

unei piese între două faze de prelucrare. După Prelucrarea

1, piesa se duce la măsurat conform frecvenţei prestabilite.

Dacă, în urma verificărilor, piesa corespunde, se trece la

prelucrarea următoare. Dacă piesa nu este conformă, dar

se poate remedia, se execută această operaţie, după care se

reverifică piesa. În cazul în care piesa este un rebut

irecuperabil, piesa va fi blocată într-o zonă bine stabilită.

Datele obţinute prin măsurări vor fi analizate şi prelucrate atât în timpul procesului de producţie (informaţii privind corecţiile necesare), cât şi după terminare, iar rezultatele obţinute vor fi folosite pentru prevenirea unor erori similare într-un proces de prelucrare ulterior.

CONCLUZIE

Ca urmare a folosirii sistemului sus-menţionat, la societatea Sysmec România SRL s-a înregistrat o scădere a reclamaţiilor de la clienţi, precum şi o scădere a numă-rului pieselor neconforme.

Masurare-Verificare Remaniere

Prelucrare 1

Prelucrare 2Blocat

Analiza finala

Masuri de

imbunatatire

Prelucrari date

Piesa

conforma

Piesa

remaniabila

Da

Nu Da

Nu

Fig. 7. Diagramă de proces.